113. Углы заточки и углы режущей части
Существуют главные углы режущего инструмента и вспомогательные, а также углы в плане. Главные углы измеряются в главной секущей плоскости (см. рисунок). К ним относятся: 1) главный задний угол; 2) угол заострения; 3) главный передний угол; 4) угол резания.
Главным задним углом α называется угол, образованный главной задней поверхностью инструмента и плоскостью резания I—I. Этот угол необходим для уменьшения трения между обрабатываемой деталью и резцом, α=6—120. Главным передним углом γ на зывают угол между передней поверхностью и нор мальной плоскостью, γ меняется от +25 до -100. Угол заострения β — угол между передней и главной задней поверхностями. Угол резания δ — угол между передней поверхностью и плоскостью резания. Углы в плане рассматриваются в основной плоскости. Есть главный угол в плане, вспомогательный угол в плане и угол при вершине резца. Углом наклона главного лезвия λ называют угол между главным лезвием и основной плоскостью. Углы заточки характеризуют инструмент как изолированное геометрическое тело. Эти углы остаются неизменными независимо от установки инструмента и параметров процесса резания. Для определения углов заточки выбирают две реально существующие базовые поверхности. Например, для резца этими поверхностями являются подошва и боковая грань. Введение углов заточки обусловлено тем, что все определения углов режущего клина даются от воображаемых исходных плоскостей, которые могут быть представлены только в процессе резания после установки инструмента относительно обрабатываемой детали. В зависимости от установки режущего инструмента эти углы изменяют свое числовое значение. Поскольку исходные плоскости являются воображаемыми, то прямыми методами измерения определить углы инструмента в процессе резания невозможно, а косвенными методами — очень сложно.
При изготовлении режущего инструмента ему необходимо придать определенную геометрическую форму с оптимальными углами для данного конкретного случая резания. Поэтому при изготовлении и заточке режущего инструмента производят измерение и контроль не углов резания, а соответствующих им углов заточки.
114. Сила и скорость резания
Равнодействующую всех сил сопротивления при резании принято называть силой сопротивления резанию, или силой резания.
Среди сил сопротивления можно выделить: силы сопротивления металла резанию, которые зависят от усилий, возникающих при деформировании и отделении срезаемого слоя; силы трения стружки о переднюю поверхность обрабатываемой детали и о заднюю поверхность режущего инструмента.
Сила резания зависит от многих факторов. С увеличением твердости, прочности и вязкости обрабатываемого материала возрастает и сила резания. В зависимости от типа применяемых смазочно-охлаждающих жидкостей сила резания уменьшается от 3 до 25% по сравнению с работой всухую. Знание сил резания необходимо для расчетов на жесткость и прочность инструментов, приспособлений и станков, а также для определения потребляемой мощности на резание. Для определения силы резания ее раскладывают на три составляющие, одна из которых — тангенциальная сила резания — действует в направлении скорости резания, другая — осевая сила — в направлении движения подачи и третья — радиальная сила — перпендикулярно к первым двум составляющим.
Скоростью резания называется линейная скорость перемещения точки поверхности резания относительно главного лезвия инструмента. Эта скорость зависит от скорости движения резания и скорости движения подачи.
Для большинства случаев механической обработки скорость движения подачи меньше скорости движения резания и поэтому при определении скорости резания движение подачи практически не учитывается.
Если движением резания является вращательное движение, то для точек поверхности резания, находящихся на различных расстояниях от оси вращения, скорости резания также различны. Чем выше скорость резания, тем больше выделяется тепла в единицу времени и тем быстрее изнашивается лезвие инструмента. В каком бы месте лезвие инструмента ни затупилось, приходится производить заточку всей режущей части инструмента, поэтому все расчеты нужно вести исходя из максимального значения скорости резания или данного случая обработки.
Для станков с вращательным движением резания скорость резания (м/мин): V=πDn/1000,
где D — максимальный диаметр поверхности резания, мм; л — частота вращения, об/мин.